张宪民：打通理论成果与应用转化壁垒 助力国产装备升级

文/ 陀艳

[导语]

有这样一位科技工作者，他注重理论基础的同时，也重视理论成果与应用之间的转化。20多年来，他致力于打通理论成果与实际应用转化之间的壁垒，不断助力更多国产装备的更新升级；在产学研的合作过程中培养出一批批创新、创业领军人才。他就是华南理工大学机械与汽车工程学院教授张宪民。

［人物简介］

张宪民，华南理工大学机械与汽车工程学院教授、精密装备与智能机器人研究中心主任，国家杰出青年科学基金获得者（2008年）、全国模范教师（2001年），兼任国际机构与机器科学联合会（IFToMM）执委（2020年－ )，中国机械工程学会机器人分会副主任委员（2017年－ ），中国人工智能学会智能制造专业委员会副主任委员（2011年－），广东省振动工程学会理事长（2020年－）等。历任华南理工大学机械工程学院副院长（2003年6月－2007年12月），机械与汽车工程学院副院长（2008年1月－2012年12月)、院长（2013年1月－2022年12月）。研究领域包括机器人学、精密与智能制造装备、机器视觉、机构运动学与动力学等。先后主持各类科研项目60多项，发表学术论文600多篇，出版学术著作4部；授权国内外各类专利200多件。作为第一完成人获教育部自然科学奖一等奖1项（2022年）、广东省技术发明奖一等奖1项（2018年）、广东省科技进步一等奖2项（2008、2013年）、广东省教学成果一等奖1项奖；获广东省专利金奖1项、国家优秀专利奖2项；2023年，获广东“最美科技工作者”称号。

张宪民与数字光刻系统

张宪民作为智能机器人理论与应用国际会议的大会主席主持开幕式

不远万里结缘产学研

1995年，博士后出站的张宪民就职于汕头大学。“虽然在汕头工作的时间不是很长，但那时候我得到了很多机会与锻炼。”谈及曾经的工作经历，张宪民感慨万千。就在汕头这片土地上，张宪民踏过海边的浪花，品尝过当地别有风味的美食，也为工作和梦想奔波劳碌，同时他也在这片土地上迅速成长。

在此期间，张宪民获得前往海外学习与工作的机会。2000年，他参加由美国机械工程师学会主办的重要国际会议，结识了国际著名机构学专家明尼苏达大学机械工程系Erdman 教授。Erdman 教授是张宪民学术研究的偶像，他在研究生期间阅读过大量Erdman 教授论文。交流中，Erdman 教授邀请张宪民参加他刚刚中标的企业全美招标项目。在海外工作参与这个项目研究期间，每周周一、周四要与Erdman 教授一同驱车一个多小时前往合作企业交流项目进展情况，和企业项目研究人员讨论存在的问题和下一步研究思路。正是在这个项目的实践，使张宪民真正认识到什么是产学研、学习到要怎么做产学研。

搭建理论与应用转化的桥梁

“很感激华南理工大学，为我提供了很好的平台。”2003 年，张宪民来到了华南理工大学的机械工程学院，围绕视觉检测、视觉引导精密定位、精密操作、精密装配等前沿热点领域开展研究。也是从2003 年起，他开始带领团队逐渐与企业紧密合作，开展产学研工作。

张宪民的团队有这样一个特点——理论和实践结合得十分紧密。“产学研的过程实际是一个相互了解、选择的过程，这个过程需要理论和实践的壁垒打通，才能相结合。”

“当时，广州到深圳被称为电子信息产业黄金走廊，手机、电脑、摄像机等电子产品的电路板都是在这一带生产的。2003 年，我们便和东莞一家企业进行产学研合作，当时企业的目标是产品能够在6 个月后上海的展会上展出。”

从此，张宪民与团队每周在广州与东莞之间来回往返，与企业负责人直接领导的团队紧密合作，大幅度提高双方的工作效率。“当时时间很紧迫，满打满算就几个月时间了，因此我们基本上没有周末，周末都用来交流项目进度了。”回忆这一产学研项目时，张宪民言语中满是感慨。

在这样的合作模式之下，张宪民团队与企业在短短六个月时间内便研制出面向印刷电路板装的视觉全自动无铅锡膏印刷和无铅焊接成套设备，并成功在上海举办的亚洲最大电子装备展上展出，得到了业界广泛认可。

不止于此，“我们都知道，太阳能是最理想的可再生能源，世界各国都在大力推进太阳能的开发利用。以光伏太阳能电池为核心的太阳能电力系统已受到全球范围内的高度重视，而基于丝网印刷技术的太阳能电池生产具有设备可靠、生产效率高等优点，已经成为主流的低成本量产技术。”

而后，张宪民及其研究团队将目光瞄准这一领域，与该企业进一步合作，在粤港关键领域重点突破项目和国家“863”项目的支持下，对基于丝网印刷的晶硅太阳能电池制造关键技术进行了深入研究，在此基础上研制了相应的成套装备。在整机技术方面，发明了晶硅光伏太阳能电池印刷机，烘干烧结系统、光衰系统、分拣系统等关键装备整机，并且在视觉精密定位系统等共性技术上取得了突破，研制了系列成套装备。

功夫不负有心人。项目成果“基于丝网印刷的晶硅光伏太阳能电池关键技术及成套装备”成功产业化，项目产品自投入市场以来，已在30多个知名企业得到应用，取得了令人瞩目的经济效益。

从开始与企业合作研发面向印刷电路板装的视觉全自动无铅锡膏印刷和无铅焊接成套设备，到面向电路板无铅联装的光学和微焦X 射线检测技术与成套设备，再到目前占全球市场约40%的基于丝网印刷的晶硅光伏太阳能电池成套装备，无一不是理论成果与产业应用的深度融合。张宪民的脚步从未停歇，他始终走在科研创新、攻坚克难的道路上。

创新与育人并行

在张宪民办公室，无论是角落里热气缭绕的热水壶、窗边青翠可人的植物、直立衣架上挂的毛巾,还是桌面上摞得高高的书籍，给人总的印象是低调、干净、整洁却又充满生活气息，正如其人。

张宪民除了是一名科技工作者，还是一名教师。采访期间，不时有学生轻声敲响办公室的门，而张宪民总是笑脸亲切相迎，详细询问来访原因。谈及学生，张宪民似乎有说不完的话。而当记者问到他对于学生有何种要求时，“我的基本要求就是要有扎实的基本功。基本功不好，放假回去就要补数学知识、补力学知识！”张宪民笑着回答道，因为在他看来，研究人员必须有扎实的基础研究功底，没有基础研究的应用研究是无法走远的。

作为老师，张宪民始终坚持在教学一线，坚持为本科生上课，在教学过程中与时俱进，更新教学内容和探索更为生动的教学方法；他不断深入研究教材，先后主编出版《机械工程概论》《机器人技术及其应用》等教材，为本科生开设了《机械工程概论》《工业机器人应用技术与创新实践》等课程；为硕士研究生开设了《微机电系统和微细加工技术》，为博士生开设了《现代设计制造与检测控制技术》等课程。“家长们将孩子送到学校，肯定是想让孩子们学到更多东西的，我们不能让家长失望。”张宪民是这样说的，也是这样做的。

除此之外，针对机械类专业本科生培养过程中存在的培养模式单一、学生的协同能力和国际视野相对欠缺、不同专业的交叉融合不充分等问题，张宪民探索出基于协同创新的“创意、创新、创业、创造”四创型人才培养模式。在产学研合作过程中，他培养了一批创新、创业领军人才，培养的学生创办了多个国家级高新技术企业，有效推动了高端装备、机器视觉、数字光刻等领域的发展。

“做事要认真，做人要真诚。”在未来，张宪民将继续搭建理论与成果转化的桥梁，步履不停。